Účinnost fotovoltaiky: co ovlivňuje, kolik elektřiny vyrobí?

Účinnost fotovoltaických (FV) systémů je základním ukazatelem jejich výkonu a je jedním z hlavních kritérií při výběru vhodného solárního řešení. Jak účinné panely si můžete v současnosti pořídit a které faktory účinnost ovlivňují? Dozvíte se v následujícím textu.

Co je účinnost fotovoltaického panelu?

Účinnost fotovoltaického panelu je procentuální hodnota, která vyjadřuje, jak velkou část sluneční energie, která dopadá na panel, lze přeměnit na užitečnou elektřinu. Například panel s účinností 15 % dokáže přeměnit 15 % dopadající sluneční energie na elektřinu. Tato metrika je klíčová pro porovnávání výkonu různých typů solárních panelů a systémů.

Průměrná účinnost fotovoltaických panelů se v současné době pohybuje kolem 20 %. Vývoj technologií však jde neustále kupředu, a tak se účinnost panelů neustále zvyšuje. 

Víte, že…? Maximálně mohou solární panely dosáhnout účinnosti 34 %. To je limit daný fyzikálními zákony. Více o tom, jak funguje fotovoltaika, si můžete přečíst v našem dalším článku.

Jak souvisí účinnost a výkon panelů

Čím účinnější je fotovoltaický panel, tím má vyšší výkon. Výkon se měří v jednotkách wattpeak (Wp). Každých 1 000 Wp vyrobí za rok přibližně 1 MWh elektřiny. Výkon současných fotovoltaických panelů se pohybuje kolem 450–⁠500 Wp.

Faktory ovlivňující účinnost panelů

Účinnost fotovoltaických panelů ovlivňuje řada faktorů. Je to především:

• Typ fotovoltaických článků: Existují různé typy solárních panelů podle toho, z jakých fotovoltaických článků se skládají. Panely tedy mohou být monokrystalické, polykrystalické a amorfní. Monokrystalické panely jsou obecně považovány za nejúčinnější (za optimálních podmínek), ale jsou také dražší. Zbylé dva typy panelů mají nižší účinnost, ale na druhou stranu bývají levnější. Výhodou polykrystalických panelů je rovnoměrný výkon; amorfní panely zase mají vyšší citlivost při nízké intenzitě slunečního záření.
• Teplota: S rostoucí teplotou klesá účinnost fotovoltaických panelů. Tento fenomén vyjadřuje teplotní koeficient a je to veličina důležitá při plánování instalace fotovoltaického systému, zejména v teplejších klimatických podmínkách. Účinnost fotovoltaiky se snižuje přibližně o 0,4 % na každý °C. To je způsobeno strukturou polovodičů, které tvoří fotovoltaický článek (odpor polovodiče stoupá s rostoucí teplotou). Víc se dočtete v článku Jak funguje fotovoltaika v zimě.
• Intenzita slunečního záření: Roli nehraje jen venkovní teplota, ale také intenzita slunečního svitu. Fotovoltaika dokáže vyrábět elektřinu i z rozptýleného slunečního záření (tedy když je pod mrakem), nicméně za zhoršených podmínek klesá účinnost fotovoltaických panelů zhruba 10×. Při husté mlze, silném dešti nebo sněžení pak nevyrobí téměř nic.
• Orientace a sklon: Orientace a sklon panelů ke slunci má na jejich účinnost zásadní vliv. Optimální je orientace na jih (vhodné jsou však i ostatní světové strany vyjma severu) a úhel náklonu mezi 30 a 35 stupni. Panely s větším úhlem náklonu dokáží zachytit více slunečního záření v zimním období; panely nainstalované pod menším úhlem mohou být účinnější zase v létě. Rozmezí mezi 30 a 35° je tak ideálním kompromisem, jak zajistit maximální výrobu elektřiny v průběhu celého roku.
• Čistota a zastínění panelů: Velký vliv na účinnost má také to, nakolik má sluneční svit přístup k povrchu panelů. Pokud jsou panely po část dne zastíněné nebo jsou silně znečištěné či pod velkým nánosem sněhu (zejm. v horských oblastech), sluneční záření se k nim nedostane a nemají tak z čeho vyrábět elektřinu. Zejména panely, které jsou nainstalované ve sklonu menším než 15° nebo vodorovně, se rychleji zanášejí, ať už prachem, pylem nebo například ptačím trusem. Tak může postupně dojít ke snížení účinnosti o 10–⁠20 %. Proto doporučujeme pravidelné čištění solárních panelů alespoň jednou za rok.

Význam účinnosti fotovoltaiky

Vyšší účinnost panelů znamená, že solární systém bude schopen vyrábět více energie z dané plochy, což může být důležité pro domácnosti, které mají pro instalaci panelů omezený prostor. Na druhé straně, systémy s vyšší účinností jsou obecně dražší, takže je důležité propočítat náklady a navrhnou takové řešení, které zohlední individuální potřeby a možnosti dané domácnosti.

Závěr

Účinnost je klíčovým ukazatelem výkonu fotovoltaických systémů a je důležitým faktorem, který je třeba vzít v úvahu při rozhodování o instalaci solárních panelů. Roli nehrají jen parametry samotné technologie, ale také její správná montáž a vhodná údržba. To, jak vám bude fotovoltaika sloužit, a nakolik zhodnotíte svou investic, bude tedy záležet nejen na výběru zařízení, ale také instalační firmy, a v neposlední řadě to, jak se budete o svou domácí elektrárnu starat.